Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Прямоточна схема провітрювання

ЛЕКЦІЯ 12

Схема руху повітря. Умови виникнення.Прямоточна схема провітрювання виникає при швидкості вітру на поверхні більш 0,8 – 1 м/с і при значенні кута відкосу підвітряного борту .

Потік повітря, який рухається між деякою площиною а – а і земною поверхнею, досягаючи кар’єр в точці О, починає розширюватись в глибину кар’єру (рис. 12.1), в наслідок чого проходить зменшення швидкості його руху. В результаті над кар’єром утворюється мов «шапка» ОАО' із частково сповільнених шарів повітря. Аналогічна картина спостерігається і при рециркуляційній схемі (рис. 12.3). Площина а –а розмежує частину повітряного потоку, що розширяється до низу, в кар’єр , і частину потоку, який не знає деформацію із-за наявності заглиблення (кар’єру) на земній поверхні (повітряний потік вище площини а-а).

Рис. 12.1 Схема розширення вітрового потоку над кар’єром

Враховуючи відмічену особливість, рух повітря в кар’єрі можна уявити у вигляді схеми, представленої на рис. 12.2. При прямоточній схемі провітрювання вітровий потік на поверхні, який рухається на віддалі від кар’єру зі швидкістю u_в, біля верхньої бровки підвітряного борту кар’єру (точка О рис. 12.2) змінює свій напрямок, починає розширюватись в сторону кар’єру і омивати підвітряний борт. Зустрівши навітряний борт кар’єру, потік повітря повертається до гори, рухається вздовж борту і звужується. В наслідок невеликого кута відкосу підвітряного борту ( ) пориву струменів потоку з твердої поверхні в точці О не виникає (рис. 12.2), і в кар’єрі розповсюджується обмежений потік повітря, межами якого є борти і дно кар’єру. Межа зони постійних швидкостей над кар’єром , вище якої швидкість повітря дорівнює швидкості його u_в на поверхні на віддалі від кар’єру, створює з площиною горизонту кут ≈40⁰ (рис. 12.2). Таким чином, між поверхнями кар’єру (борту, дна) і межею зони постійних швидкостей виникає зміна швидкості руху повітря від нуля на твердих поверхнях до u_в на межі (рис. 12.2).

Рис. 12.2 Прямоточна схема руху повітря в кар’єрі

Розподіл швидкостей між віссю Ох і поверхнею уступів в різноманітних поперечних перетинах потоку подібні і можуть бути описані формулою

, (12.1)

де u₀- швидкість вітру на вісі Ох (рис. 12.2)

, (12.2)

де х і у –координати.

Швидкість u₀ на ділянці О – а зменшується зі збільшенням х внаслідок розширення струменя, а на ділянці b – С збільшується із-за її звуження.

Витрати повітря, що провітрює кар’єр.Здеяким наближенням можна вважати, що кар’єр провітрюється повітрям, яке рухається між віссю Ох і поверхнею кар’єру (рис. 12.2). Елементарний об’єм повітря, яке проходить за одиницю часу через площину, яка розташована довільному поперечному перетині повітряного потоку і яка має розмір по вертикалі і одиницю по горизонталі (рис. 12.2)

, (12.3)

де u – швидкість повітря в центрі площини.

Загальна витрата повітря через перетин .

де H_l – глибина кар’єру в перетині .

З врахуванням формули (12.1)

, (12.4)

Замінивши змінну і із застосуванням формули (12.2), отримаємо для

Підставивши у вираз для у формулу (12.4) і змінивши в ньому верхню межу інтегрування H_l на (значення верхньої змінної , відповідне поверхні підвітряного борту), отримаємо

або після інтегрування

, (12.5)

При

, (12.6)

Формули (12.5) і (12.6) справедливі для всіх перетинів кар’єру при , задовольняючих умову 0<х≤L_П (рис. 12.2), де L_П – довжина проекції підвітряного борту на горизонтальну площину. При цьому має на увазі, що швидкість u₀задана.

Між швидкістю вітру на поверхні u_В і швидкістю u₀на вісі Ох існує співвідношення, в загальному випадку залежить від повздовжньої координати

u₀/ u_В= а(х)

значення якого для прямоточної схеми провітрювання, по В.С. Нікітіну, дорівнює

u₀/ u_В= 0,725, (12.7)

за даними МГІ, це відношення для прямоточної схеми провітрювання складає.

u₀/ u_В= 0,78

Для рециркуляційної схеми (рис. 12.3) воно змінюється від 1 на верхній бровці підвітряного борту кар’єру до 0,48 на його нижній бровці в залежності, близької до експоненціальної. Приймаючи для прямоточної схеми відношення u₀/ u_В, яке в середньому дорівнює 0,75 із формули (12.6) отримаємо

, (12.8)

за формулою (12.8) витрати повітря зазвичай розраховуються для перетину

, (12.9)

За формулами (12.5), (12.6), (12.8) і (12.9) визначають кількість повітря, яке проходить через любий поперечний перетин кар’єру, розмір якого по висоті дорівнює глибині кар’єру, а по ширині – одиниці.

Винос шкідливостей із кар’єру.При прямоточній схемі – провітрювання в кар’єрі не утворюються застійні зони значних розмірів, де могли б накопичуватись шкідливості. З точки зору виносу шкідливостей прямоточна схема провітрювання кар’єрів є найбільш ефективною. При цій схемі зазвичай спостерігаються лише місцеві забруднення атмосфери біля джерел виділення шкідливостей. Загального забруднення атмосфери біля джерел не виникає. Умови виносу шкідливостей тим краще, чим менший кут відкосу бортів кар’єрів, так як з його збільшенням зростає степінь розширення повітряного потоку і, відповідно, зменшується швидкість повітря.

Слід відмітити, що при прямоточній схемі умови провітреного і навітряного бортів не однакові. Підвітряний борт при цій схемі завжди провітрюється чистим повітрям, яке потрапляє з поверхні. Навітряний борт - повітрям, яке омиває підвітряний борт і дно кар’єру і, таким чином, яке вже містить певну кількість шкідливостей.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.